producenci muzyki wydawanej na winylach, karmią nas już kilkadziesiąt lat 'pokrzywionymi' płytami ... a ty sobie słuchaczu radź ...
... no to chciałbym przedstawić projekt preampa gramofonowego, który 'prostuje' te krzywe by to było słuchalne ...
Topologii realizujących korekcję RIAA jest mnóstwo, ta tutaj jest prosta w realizacji.
Projekt ten jest nieco inny, z tytułu obecności odrobiny 'wiedzy tajemnej' jak to ugryźć.
Trochę ,,edukacyjny'', w którym można sobie obliczyć potrzebne wartości elementów do:
1. kształtowania charakterystyki RIAA ,
2. wzmocnienia,
3. impedancji wejściowej czy pojemności wejściowej dla wkładki.
Czy to mocno karkołomne przedsięwzięcie … poczytajcie ...
Zbudowany jest z dwóch stopni wzmacniających i z układu serwo pilnującego by na wyjściu było znikome napięcie stałe. Jak widać na rycince korekcja RIAA jest rozdzielona.
Wygląda tak w uproszczeniu (bez serwa, to później):
Pasywna, zaraz za 1 stopniem wzmacniającym obsługuje 2122Hz i opcjonalnie 50kHz.
Aktywna jest zrealizowana w pętli sprzężenia zwrotnego 2 stopnia wzmacniającego i załatwia nam sprawę 50Hz, 500,5Hz i ewentualnego cięcia poniżej 20Hz.
Dlaczego tak?
Jest kilka powodów:
- w rozdzielonej korekcji RIAA mamy większą kontrolę i jesteśmy w stanie precyzyjniej ją zrealizować,
- naturalnie tłumimy wyższe częstotliwości zaraz za 1 stopniem co wpływa na niższe szumy,
- pierwszy stopień bierze na siebie główne wzmocnienie sygnału, drugi realizuje wzmocnienie powyżej 20dB.
Korekcja RIAA, stałe czasowe / punkty zerowe:
T0 = 7980us (20Hz)
T1 = 3180us (50Hz)
T2 = 318us (500,5Hz)
T3 = 75us (2122Hz)
T4 = 3,18us* (50kHz)*
Jak to ugryźć:
najlepiej zacząć od obliczenia pasywnej korekcji.
Pasywna korekcja:
Wybieramy wartość kondensatora C1.
Nie powinna być ona za duża (powyżej setek nF czy też uF) bo:
- przy obliczaniu potrzebnego/ych rezystora/ów otrzymamy niskie wartości, co będzie niepotrzebnie obciążać wyjście stopnia 1go,
- duże wartości również mają to do siebie, że są drogie, same w sobie fizycznie mogą być duże (źle), a najważniejsze jest to, że nie dostaniemy ich w potrzebnej = niskiej tolerancji.
Wobec tego jakie?
Załóżmy np:
C1 = 22nF = 0,022uF
T3 = 75us = R1 x C1
stąd R1 = 75us / 0,022 = 3409 ohm (nieco dużo...)
albo C1 = 33nF = 0,033uF
i jak wyżej R1 = 75 / 0,033 = 2272,72 ohm (znacznie lepiej*)
albo C1 = 47nF = 0,047uF
i wówczas R1 = 75 / 0,047 = 1595,7 ohm (równie dobrze**)
Opcjonalny punkt 50kHz:
dla C1 = 33nF
T4 = 3,18us = R1B x C1
stąd R1B = 3,18 / 0,033 = 96,36 ohm
dla (47nF) analogicznie R1B = 3,18 / 0,047 = 67,65 ohm
Jeśli obliczone mamy R1, R1B
to (33nF) R1A = R1 - R1B = 2272,72 - 96,36 = 2176,36 ohm
i (47nF) R1A = 1595,7 - 67,65 = 1528,05 ohm
Gotowe.
... dygresja 1:
nie jest konieczne obliczanie i stosowanie tej stałej 50kHz. Jeśli się jej nie używa wtedy R1 pozostaje taki jak obliczony na początku. Tak to występuje w 99,99% urządzeń na rynku ...
... dygresja 2:
jednakowoż, jeśli się jej używa to wtedy bezwzględnie koniecznie należy zachować stosunek R1 = R1A + R1B
Aktywna korekcja:
tu również trzeba przyjąć pewne założenie ...
1. Wybieramy C2 zbliżone/równe do C1 x2 ... Dlaczego?
Jak wyżej pisałem takie niskie wartości da się dostać w dobrej tolerancji, niedużych gabarytów i co istotne impedancja kolejnego stopnia w pętli będzie zbliżona do imp. wyjściowej 1go stopnia. To z kolei wpłynie na dość niski poziom składowej stałej na wyjściu.
(pojemności kondensatorów połączonych równolegle się dodaje).
Czyli przyjmijmy
C2 = C1 x2 = 33nF x 2 = 66nF
albo C2 = 47nF x 2= 94nF
2. Obliczamy R3, żeby była zgodność ze stałą czasową T1 = 3180us
z rysunku mamy wzór T1 = R3 x C2
stąd R3 = T3 / C2
czyli (66nF) R3 = 3180us / 0,066nF = 48182,81 ohm
albo (94nF) R3 = 3180 / 0,094 = 33829,78 ohm
3. Obliczamy R2:
R2 = R3 / 9
zatem (66nF) R2 = 48182,81 / 9 = 5353,53 ohm
albo (94nF) R2 = 33829,78 / 9 = 3758,86 ohm
Wzmocnienie 2 stopnia:
z rysunku widać, że R1A ustala nam razem z R1B i R3 poziom wzmocnienia tego stopnia.
G2 = (R2 + R3) / R2A
stąd R2A = (10 x R3) / (9 x G2)
Pomocny będzie kalkulator: Kalkulator dB/ratio
albo odczyt z tabelki.
Wpisujemy na stronie żądaną wartość w dolnej linijce, zaznaczamy 'ratio' i obliczamy dB.
Jak wspomniałem na początku w tym stopniu dobrze mieć wzmocnienie co najmniej 20dB (czyli x10).
Dlaczego powyżej 20dB?
Ano dlatego, że zgodnie z charakterystyką RIAA musimy wzmocnić niskie częstotliwości o 20dB. To co nam zostanie 'powyżej' skopensuje nieco spadek wzmocnienia między stopniami i pozwoli wykorzystać układ również do MCLO z wystarczającym wzmocnieniem.
Przyjmijmy, że:
G2 = 25 (27,95dB)
zatem R2A = (10 x R3) / (9 x G2)
wtedy (66nF) R2A = (10 x 48182,81) / (9 x 25) = 481828,1 / 225 = 2141,45 ohm ...
Taka wartość 'w przyrodzie nie występuje'
więc obniżmy ją do prostych 2000 ohm - jedna z wartości rezystancji, występująca w trylionach . Da nam to również nieco wyższe wzmocnienie.to R2B = R2 - R2A = 3353,53 ohm
Albo dla C2 = 94nF
R2A = (10 x 33829,78) / (9 x 25) = 1503,54 ohm
Tu można przyjąć równe 1500ohm.
to R2B = 3758,53 - 1500 = 2258,53 ohm
.... dygresja:
podobnie jak powyżej stosunek R2 = R2A + R2B musi być bezwzględnie zachowany.
W przeciwnym wypadku poleci nam RIAA ...
Co wtedy dostaniemy? Jakie wzmocnienie w 2 stopniu?
(66nF) G2 = (R2 + R3) / R2A
czyli G2 = (5353,53 + 48182,81) / 2000 = 53536,34 / 2000 = 26,76
Przeliczamy na stronie ratio (26,76) na dB i mamy 28,55dB.
dla (94nF) G2 = (3758,86 + 33829,78) / 1500 = 25,05
Po przeliczeniu da to 27,97dB.
5. Cięcie najniższych częstotliwości:
To realizuje stała T0 = R2A x C0 = 1 / (2 pi x f)
Nie znamy C0 ... zatem:
C0 = 1 / (2 pi x f x R2A) ... wynik będzie w Faradach ...
C0 = 1000000 / (6,28 x f x R2A) teraz wynik będzie w uF
Wobec tego jeśli np wybiorę sobie f = 15Hz to wtedy zgodnie ze wzorem:
(przy C1=66nF) C0 = 1000000 / (6,28 x 15 x 2000) = 5,3uF
(przy C1=94nF) C0 = 1000000 / (6,28 x 15 x 1500) = 7,07uF
Oto co na razie wyszło:
? Czy chlapnąłeś sobie już coś w trakcie czytania i tak wyszło 
